(57)【要約】【課題】材料の利用効率を向上させ、かつ、作製工程を簡略化して作製可能な半導体装置、表示装置及びその作製技術を提供することを目的とする。また、それらの半導体装置、表示装置を構成する配線等のパターンを、所望の形状で制御性よく形成できる技術を提供することも目的とする。【解決手段】節を有する形状の導電層を、均一な間隔をもって隣接して形成する。隣接する導電層において、吐出する液滴の中心の位置が線幅方向に一致しないように、配線の長さ方向にずらして吐出する。液滴の中心がずれているので、導電層同士の線幅の最大個所（節の最大値）同士が隣接することがなく、より狭い間隔に隣接して設けることができる。【選択図】図１
2006237586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線幅を有する第１の配線と、
複数の線幅を有する第２の配線とを有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線の側端部はうねる形状を有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線は、中心軸に対して線対称であり、
前記第１の配線と前記第２の配線との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
線幅が連続的に変化している第１の配線と、
線幅が連続的に変化している第２の配線とを有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線の側端部は連続した波状形状を有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線は、中心軸に対して線対称であり、
前記第１の配線と前記第２の配線との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
線幅が周期的に変化している第１の配線と、
線幅が周期的に変化している第２の配線とを有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線の側端部はうねる形状を有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線は、中心軸に対して線対称であり、
前記第１の配線と前記第２の配線との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は複数の線幅を有し、
前記第１の配線及び前記第２の配線の側端部はうねる形状を有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は、中心軸に対して線対称であり、
前記ソース電極層と前記ドレイン電極層との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は線幅が連続的に変化しており、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層の側端部は連続した波状形状を有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は、中心軸に対して線対称であり、
前記ソース電極層と前記ドレイン電極層との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は線幅が周期的に変化しており、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層の側端部はうねる形状を有し、
前記ソース電極層及び前記ドレイン電極層は、中心軸に対して線対称であり、
前記ソース電極層と前記ドレイン電極層との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により吐出された前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴、及び複数の液滴の第２の吐出工程により前記第１の液滴の間に吐出された前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴により形成された、前記第１の線に対して線対称である第１の配線と、
前記第１の吐出工程により吐出された前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴、及び第２の吐出工程により前記第２の液滴の間に吐出された前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴により形成された、前記第２の線に対して線対称である第２の配線とを有し、
前記第１の配線と前記第２の配線との間隔は一定であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記半導体装置は、表示装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、または携帯情報端末であることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、
複数の液滴の第２の吐出工程により、前記第１の液滴の間に、前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第１の導電層と、前記第２の液滴の間に、前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、前記第２の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第２の導電層とを、一定の間隔を有してそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、
複数の液滴の第２の吐出工程により、前記第１の液滴の間に、前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第１の導電層と、前記第２の液滴の間に、前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、前記第２の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第２の導電層とを、一定の間隔を有してそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、
複数の液滴の第２の吐出工程により、前記第１の液滴の間に、前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第１の導電層と、前記第２の液滴の間に、前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第２の導電層とを、一定の間隔を有してそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか一項において、前記第１の導電層及び前記第２の導電層の側端部は連続した波状形状とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１１のいずれか一項において、前記第１の導電層及び前記第２の導電層の側端部はうねる形状とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか一項において、前記導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴が付着する領域に、前記導電性材料を含む組成物に対するぬれ性を制御する処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
基板上に、導電膜を形成し、
前記導電膜上にマスク層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、
複数の液滴の第２の吐出工程により、前記第１の液滴の間に、前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第１のマスク層と、前記第２の液滴の間に、前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、前記第２の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第２のマスク層とをそれぞれ形成し、
前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層を用いて、前記導電膜を加工し、一定の間隔を有する第１の導電層及び第２の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】
基板上に、導電膜を形成し、
前記導電膜上にマスク層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、
複数の液滴の第２の吐出工程により、前記第１の液滴の間に、前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第１のマスク層と、前記第２の液滴の間に、前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、前記第２の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第２のマスク層とをそれぞれ形成し、
前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層を用いて、前記導電膜を加工し、一定の間隔を有する第１の導電層及び第２の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】
基板上に、導電膜を形成し、
前記導電膜上にマスク層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、前記基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、前記第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、
複数の液滴の第２の吐出工程により、前記第１の液滴の間に、前記第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、前記第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第１のマスク層と、前記第２の液滴の間に、前記第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、前記第２の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第２のマスク層とをそれぞれ形成し、
前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層を用いて、前記導電膜を加工し、一定の間隔を有する第１の導電層及び第２の導電層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のいずれか一項において、前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層の側端部は連続した波状形状とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１５乃至１７のいずれか一項において、前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層の側端部はうねる形状とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１５乃至１９のいずれか一項において、前記導電膜上に、前記マスク層材料を含む組成物に対するぬれ性を制御する処理を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２１】
請求項１４又は請求項２０において、前記ぬれ性を制御する処理として、フッ化炭素基を有する物質、又はシランカップリング剤を含む物質を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷法を用いた半導体装置、電子機器、半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」とも記す。）及びそれを用いた電子回路は、半導体、絶縁体及び導電体などの各種薄膜を基板上に積層し、適宜フォトリソグラフィ技術により所定のパターンを形成して製造されている。フォトリソグラフィ技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に光を通さない材料で形成した回路等のパターンを、光を利用して目的とする基板上に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において広く用いられている。
【０００３】
従来のフォトリソグラフィ技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性の有機樹脂材料を用いて形成されるマスクパターンの取り扱いだけでも、露光、現像、焼成、剥離といった多段階の工程が必要になる。従って、フォトリソグラフィ工程の回数が増える程、製造コストは必然的に上がってしまうことになる。このような問題点を改善するために、フォトリソグラフィ工程を削減してＴＦＴを製造することが試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２５１２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ＴＦＴ及びそれを用いる電子回路並びにＴＦＴによって形成される半導体装置、表示装置の製造工程においてフォトリソグラフィ工程の回数を削減し、製造工程を簡略化し、一辺が１メートルを越えるような大面積の基板にも、低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、それらの半導体装置、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で安定して形成できる技術を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、隣接する導電層、配線、または隣接する導電層を形成する際のマスク層に用いる絶縁層などを液状の組成物を、ぬれ性を制御された被形成領域に、数回にわけて付着させた後、焼成、乾燥等によって固化させて導電層や絶縁層を形成する。組成物を数回にわけて吐出すると、液滴の凝集などが生じず断線のない安定したパターン形状となる。このように形成する導電層、絶縁層の形状は、後から吐出された液滴が形成領域のぬれ性の違いにより着弾位置に留まらず、ぬれ性の高い領域に移動し、安定する。よって、得られる導電層、配線、マスク層は節を有する形状となり、その線幅は、複数の線幅を持つ。また、線幅は連続的に変化し、最大線幅と最小線幅を周期的に繰り返す。ここで最大線幅とは必ずしも配線全体で一定である必要はなく、厳密にはそれぞれの最大線幅は局所的な線幅の極大値を指す。また、同様に最小線幅は必ずしも配線全体で一定である必要はなく、厳密にはそれぞれの最小線幅は局所的な線幅の極小値を指す。
【０００７】
本発明では、節を有する形状の導電層を、均一な間隔をもって隣接して形成する。隣接する導電層において、吐出する液滴の中心の位置が線幅方向に一致しないように、配線の長さ方向にずらして吐出する。液滴の中心がずれているので、導電層同士の線幅の最大個所（節の最大値）同士が隣接することがなく、より狭い間隔に隣接して設けることができる。
【０００８】
また、本発明で形成する導電層（配線）又は絶縁層は、側端部だけでなく膜厚方向にも膜厚が異なる部分を有し、表面には液滴を反映した凹凸形状を有する。これは導電性材料又は絶縁性材料を含む液状の組成物を吐出した後、乾燥や焼成によって固化して導電層又は絶縁層を形成するためである。これは本発明を用いて形成するマスク層であっても同様であり、膜厚が異なる部分を有し表面に凹凸形状を有するマスク層となる。よってそのようなマスク層を用いて加工される導電層又は絶縁層もマスク層の形状を反映する。またその表面の凹凸形状の形状や大きさは、液状の組成物の粘度や溶媒を除去し固化する際の乾燥工程などによって異なる。
【０００９】
固体表面のぬれ性は、表面の状態に影響をうける。液状の組成物に対して、ぬれ性が低い物質を形成するとその表面は液状の組成物に対してぬれ性の低い領域（以下、低ぬれ性領域ともいう）となり、液状の組成物に対して、ぬれ性の高い物質を形成するとその表面は、液状の組成物に対してぬれ性の高い領域（以下、高ぬれ性領域ともいう）となる。本発明において表面のぬれ性を制御するという処理は、液状の組成物の付着領域に、液状の組成物に対してぬれ性の異なる領域を形成することである。
【００１０】
ぬれ性の異なる領域とは、液状の組成物に対して、ぬれ性に差を有する領域であり、液状の組成物の接触角が異なることである。液状の組成物の接触角が大きい領域はよりぬれ性が低い領域（以下、低ぬれ性領域ともいう）となり、接触角が小さい領域はぬれ性の高い領域（以下、高ぬれ性領域ともいう）となる。接触角が大きいと、流動性を有する液状の組成物は、領域表面上で広がらず、組成物をはじくので、表面をぬらさないが、接触角が小さいと、表面上で流動性を有する組成物は広がり、よく表面をぬらすからである。よって、ぬれ性が異なる領域は、表面エネルギーも異なる。ぬれ性が低い領域における表面の、表面エネルギーは小さく、ぬれ性の高い領域表面における表面エネルギーは大きい。
【００１１】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置を指す。本発明を用いて多層配線層や、プロセッサ回路を有するチップ（以下、プロセッサチップともいう）などの半導体装置を作製することができる。
【００１２】
本発明は表示機能を有する装置である表示装置にも用いることができ、本発明を用いる表示装置には、エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう。）と呼ばれる発光を発現する有機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む層を、電極間に介在させた発光素子とＴＦＴとが接続された発光表示装置や、液晶材料を有する液晶素子を表示素子として用いる液晶表示装置などがある。
【００１３】
本発明の半導体装置の一は、複数の線幅を有する第１の配線と、複数の線幅を有する第２の配線とを有し、第１の配線及び第２の配線の側端部はうねる形状を有し、第１の配線及び第２の配線は、中心軸に対して線対称であり、第１の配線と第２の配線との間隔は一定である。よって第１の配線及び第２の配線は、上面より見ると少なくとも一部が曲がっており、側端部はうねうねとしたうねり形状を有するように見える。
【００１４】
本発明の半導体装置の一は、線幅が連続的に変化している第１の配線と、線幅が連続的に変化している第２の配線とを有し、第１の配線及び第２の配線の側端部は連続した波状形状を有し、第１の配線及び第２の配線は、中心軸に対して線対称であり、第１の配線と第２の配線との間隔は一定である。
【００１５】
本発明の半導体装置の一は、線幅が周期的に変化している第１の配線と、線幅が周期的に変化している第２の配線とを有し、第１の配線及び第２の配線の側端部はうねる形状を有し、第１の配線及び第２の配線は、中心軸に対して線対称であり、第１の配線と第２の配線との間隔は一定である。
【００１６】
本発明の半導体装置の一は、ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、ソース電極層及びドレイン電極層は複数の線幅を有し、第１の配線及び第２の配線の側端部はうねる形状を有し、ソース電極層及びドレイン電極層は、中心軸に対して線対称であり、ソース電極層とドレイン電極層との間隔は一定である。
【００１７】
本発明の半導体装置の一は、ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、ソース電極層及びドレイン電極層は線幅が連続的に変化しており、ソース電極層及びドレイン電極層の側端部は連続した波状形状を有し、ソース電極層及びドレイン電極層は、中心軸に対して線対称であり、ソース電極層とドレイン電極層との間隔は一定である。
【００１８】
本発明の半導体装置の一は、ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、ソース電極層及びドレイン電極層は線幅が周期的に変化しており、ソース電極層及びドレイン電極層の側端部はうねる形状を有し、ソース電極層及びドレイン電極層は、中心軸に対して線対称であり、ソース電極層とドレイン電極層との間隔は一定である。
【００１９】
本発明の半導体装置の一は、基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により吐出された基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴、及び複数の液滴の第２の吐出工程により第１の液滴の間に吐出された第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴により形成された、第１の線に対して線対称である第１の配線と、第１の吐出工程により吐出された第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴、及び第２の吐出工程により第２の液滴の間に吐出された第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴により形成された、第２の線に対して線対称である第２の配線とを有し、第１の配線と第２の配線との間隔は一定である。
【００２０】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第１の導電層と、第２の液滴の間に、第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、第２の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第２の導電層とを、一定の間隔を有してそれぞれ形成する。
【００２１】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第１の導電層と、第２の液滴の間に、第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、第２の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第２の導電層とを、一定の間隔を有してそれぞれ形成する。
【００２２】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第１の導電層と、第２の液滴の間に、第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第２の導電層とを、一定の間隔を有してそれぞれ形成する。
【００２３】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電膜を形成し、導電膜上にマスク層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第１のマスク層と、第２の液滴の間に、第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、第２の線に対して線対称であり、かつ複数の線幅を有する第２のマスク層とをそれぞれ形成し、第１のマスク層及び第２のマスク層を用いて、導電膜を加工し、一定の間隔を有する第１の導電層及び第２の導電層を形成する。
【００２４】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電膜を形成し、導電膜上にマスク層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第１のマスク層と、第２の液滴の間に、第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、第２の線に対して線対称であり、かつ線幅が連続的に変化する第２のマスク層とをそれぞれ形成し、第１のマスク層及び第２のマスク層を用いて、導電膜を加工し、一定の間隔を有する第１の導電層及び第２の導電層を形成する。
【００２５】
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電膜を形成し、導電膜上にマスク層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有する複数の第１の液滴と、第１の線と平行な第２の線上に中心を有する複数の第２の液滴とをそれぞれ吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線上に中心を有する複数の第３の液滴を吐出することにより、第１の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第１のマスク層と、第２の液滴の間に、第２の線上に中心を有する複数の第４の液滴を吐出することにより、第２の線に対して線対称であり、かつ線幅が周期的に変化する第２のマスク層とをそれぞれ形成し、第１のマスク層及び第２のマスク層を用いて、導電膜を加工し、一定の間隔を有する第１の導電層及び第２の導電層を形成する。
【００２６】
上記本発明を用いて形成するマスク層、及び導電層は、上面より見ると側端部に連続した波状形状のような、うねうねとうねる形状を有する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、半導体装置、表示装置等を構成する配線等の構成物を、所望の形状で安定して形成できる。また。材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の半導体装置及び表示装置を歩留まりよく作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。
【００３０】
本発明は、配線層若しくは電極を形成する導電層や、所定のパターンに形成するためのマスク層など半導体装置、表示装置などを作製するために必要な構成物のうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、選択的に所望な形状に形成可能な方法により形成して、半導体装置、表示装置を作製することを特徴とするものである。本発明において、構成物（パターンともいう）とは、薄膜トランジスタや表示装置を構成する、配線層、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層などの導電層、半導体層、マスク層、絶縁層などをいい、所定の形状を有して形成される全ての構成要素を含む。選択的に所望なパターンで形成物を形成可能な方法として、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターンに導電層や絶縁層などを形成することが可能な、液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。）を用いる。また、構成物が所望のパターンに転写、または描写できる方法、例えば各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）、ディスペンサ法、選択的な塗布法なども用いることができる。
【００３１】
本実施の形態は、流動体である構成物形成材料を含む組成物を、液滴として吐出（噴出）し、所望なパターンに形成する方法を用いている。構成物の被形成領域に、構成物形成材料を含む液滴を吐出し、焼成、乾燥等を行って固定化し所望なパターンの構成物を形成する。
【００３２】
液滴吐出法に用いる液滴吐出装置の一態様を図２５に示す。液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２は制御手段１４０７に接続され、それがコンピュータ１４１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。描画するタイミングは、例えば、基板１４００上に形成されたマーカー１４１１を基準に行えば良い。或いは、基板１４００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これを撮像手段１４０４で検出し、画像処理手段１４０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１４１０で認識して制御信号を発生させて制御手段１４０７に送る。撮像手段１４０４としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体を利用したイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板１４００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１４０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源１４１３、材料供給源１４１４より配管を通してヘッド１４０５、ヘッド１４１２にそれぞれ供給される。
【００３３】
ヘッド１４０５内部は、点線１４０６が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド１４１２もヘッド１４０５と同様な内部構造を有する。ヘッド１４０５とヘッド１４１２のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、導電性材料や有機、無機材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、層間膜のような広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド１４０５、ヘッド１４１２は基板上を、矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
【００３４】
液滴吐出法を用いて導電層を形成する場合、粒子状に加工された導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することで導電層を形成する。このように導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成することによって形成された導電層（または絶縁層）においては、スパッタ法などで形成した導電層（または絶縁層）が、多くは柱状構造を示すのに対し、多くの粒界を有する多結晶状態を示すことが多い。
【００３５】
本発明の実施の形態の概念を導電層の形成方法を用いて、図１により説明する。図１は、導電層の上面図である。
【００３６】
図１に示すように、導電層は、基板５０上に形成される。よって、導電層の被形成領域である基板５０表面は、導電層を形成する導電性材料を含む液状の組成物に対するぬれ性を制御しておく必要がある。ぬれ性の程度は、形成する導電層の線幅やパターン形状によって適宜設定すればよく、以下に示す処理によってぬれ性を制御することができる。本実施の形態において、導電層を形成する際、導電性材料を含む組成物に対する被形成領域の接触角は、好ましくは２０度以上、より好ましくは２０度以上４０度以下である。
【００３７】
まず、ぬれ性の低い物質を形成し、被形成領域表面のぬれ性を低めるように制御する方法を示す。このようなぬれ性が低い物質として、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。シランカップリング剤は、Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ（４−ｎ）（ｎ＝１、２、３）の化学式で表される。ここで、Ｒは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。
【００３８】
また、シランカップリング剤の代表例として、Ｒにフルオロアルキル基を有するフッ素系シランカップリング剤（フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ））を用いることにより、よりぬれ性を低めることができる。ＦＡＳのＲは、（ＣＦ３）（ＣＦ２）ｘ（ＣＨ２）ｙ（ｘ：０以上１０以下の整数、ｙ：０以上４以下の整数）で表される構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。代表的なＦＡＳとしては、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下、ＦＡＳともいう。）が挙げられる。
【００３９】
ぬれ性が低い物質として、シランカップリング剤のＲにフッ化炭素鎖を有さず、アルキル基を有す物質も用いることができ、例えば有機シランとしてオクタデシルトリメトキシシラン等を用いることができる。
【００４０】
ぬれ性が低い物質を含む溶液の溶媒としては、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフランなどを用いる。
【００４１】
また、ぬれ性を低めるように制御し、低ぬれ性領域を形成する組成物の一例として、フッ化炭素（フルオロカーボン）鎖を有する物質（フッ素系樹脂）を用いることができる。フッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；四フッ化エチレン樹脂）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ；四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、パーフルオロエチレンプロペンコーポリマー（ＰＦＥＰ；四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ；四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ；フッ化ビニリデン樹脂）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン樹脂）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ；フッ化ビニル樹脂）等を用いることができる。
【００４２】
また、無機材料、有機材料にＣＦ４プラズマ等による処理を行うと、ぬれ性を低めることができる。例えば、有機材料としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶性樹脂を、Ｈ２Ｏ等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、ＰＶＡと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル）やシロキサン材料を用いてもよい。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【００４３】
本実施の形態では、ＦＡＳをスピンコート法により基板５０表面に形成し、基板５０表面のぬれ性を調整する。このぬれ性は後工程で形成する導電層を構成する導電性材料を含む液状の組成物に対してである。
【００４４】
導電層を形成する際、１回の吐出で連続して形成すると、液滴が凝集してしまいバルジといわれる液だまりが生じ、導電層が断線してしまうことがある。よって本発明では、導電層を複数回の吐出によって形成する。つまり、第１の吐出工程でお互いの液滴が接しないように被形成領域に点在して導電性材料を含む液状の組成物を付着させる。次に、第２の吐出工程による導電性材料を含む組成物によって、第１の吐出工程で吐出した導電性材料の液滴との間を埋め、連続した導電層を形成するのである。第１の吐出工程で吐出した導電性材料を含む組成物は時間が経過しているので、乾燥により固化しているため、第２の吐出工程による導電性材料と凝集することがない。このように導電層を作製すると、細線であろうと安定した導電層を形成することができる。
【００４５】
しかし、上記のように複数回の吐出により形成した導電層は、線幅が一律ではなく、節を有する形状となる。第１の吐出工程で吐出した導電性材料を含む組成物が固化した導電層表面と、先ほどのぬれ性を制御した基板５０表面とでは、導電性材料を含む液状の組成物に対してぬれ性が異なる。第２の吐出工程で吐出される導電性材料を含む液状の組成物は、第１の吐出工程による導電層と、基板５０表面とに跨るように両方へ吐出される。表面のぬれ性に大きく影響を受ける導電性材料を含む液状の組成物は、よりぬれ性の高い第１の吐出工程によって形成された導電層上に流れ込むように移動する。結果、第１の吐出工程によって形成された領域の導電層の線幅は太くなり、第２の吐出工程によって形成された領域の導電層の線幅は細くなってしまう。このように線幅の不均一な、周期的な節を有する導電層が形成される。よって本実施の形態における導電層は、上面より見ると少なくとも一部が曲がっており、側端部は左右にうねうねとしたうねり形状を有するように見える。
【００４６】
節を有する導電層を隣接して形成する場合、線幅の広い個所同士が隣接すると、その導電層間の間隔は狭くなり、線幅の狭い個所同士が隣接すると、その導電層間の間隔は広くなるというように、導電層間の間隔にばらつきがあり、不均一となってしまう。また、導電層同士が接触してしまうという形状不良の問題もあり、微細な設計の導電層、絶縁層を、安定した間隔で形成することが困難である。
【００４７】
本実施の形態では、図１のようにまず、第１の吐出工程によって導電層５１ａ〜導電層５１ｅ、導電層５１ｆ〜導電層５１ｊを形成する。このとき、第１の導電層の一部である導電層５１ａ〜導電層５１ｅの液滴の中心と、隣接する第２の導電層の一部である導電層５１ｆ〜導電層５１ｊの中心が線幅方向に重ならないようにする。導電層５１ａの中心と導電層５１ｂの中心との間、好ましくは、導電層５１ａの中心と導電層５１ｂの中心とを３分割した中央の領域の線幅方向に、導電層５１ｆの中心を位置するようにする。この第１の吐出工程によって形成される導電層５１ａ〜導電層５１ｅ、導電層５１ｆ〜導電層５１ｊの最大幅が、のちの第１の導電層と第２の導電層の最大幅となるので、図１（Ａ）の段階で、導電層５１ａ〜導電層５１ｅ、導電層５１ｆ〜導電層５１ｊとが接してないならば、第１の導電層と第２の導電層は接触し、形成不良を引き起こすことはない。
【００４８】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の吐出工程で形成した導電層５１ａ〜導電層５１ｅの間を埋めるように導電性材料を含む組成物の第２の吐出工程により導電層５２ａ〜導電層５２ｄを形成し、第１の導電層５３ａを形成する。同様に、導電層５１ｆ〜導電層５１ｊの間を埋めるように、導電性材料を含む組成物の第２の吐出工程により導電層５２ｅ〜導電層５２ｈを形成し、第２の導電層５３ｂを形成する。
【００４９】
前述したように、第２の吐出工程で付着した流動性を有する液状の導電性材料を含む組成物は、付着領域のぬれ性の違いにより、よりぬれ性の高い導電層５１ａ〜導電層５１ｊへ一部移動し、安定する。その後、乾燥、焼成等により固化し、図１（Ｃ）のように周期的に節を有する第１の導電層５３ａと、第２の導電層５３ｂが形成される。第１の導電層５３ａの側端部５４ａ、及び第２の導電層５３ｂの側端部５４ｂは、連続した波状形状を示す。第１の導電層５３ａと第２の導電層５３ｂとは、本発明の吐出方法により、線幅の最大領域同士が隣り合わず、ずれて形成される。第１の導電層５３ａ及び第２の導電層５３ｂとの間隔を、それぞれの最大線幅と最小線幅の差を半分にしたものの和より狭くすることができる。よって、第１の導電層５３ａと第２の導電層５３ｂとは狭い間隔であっても安定して形成することができる。また、絶縁性材料を同様に吐出して絶縁層を形成することもできる。均一な間隔で形成することができるので、このように形成されたマスク層を用いると、微細かつ、正確な加工を行うことができる。導電層の間隔を狭めることが出来るので、この導電層をソース電極層、ドレイン電極層として用いればチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことができる高性能、かつ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良による不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
【００５０】
本実施の形態では、第１の導電層５３ａ、第２の導電層５３ｂの形成を液滴吐出手段を用いて行う。液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出手段が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には０．１ｐｌ以上４０ｐｌ以下、より好ましくは１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。
【００５１】
吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の一種又は複数種の金属の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また前記導電性材料には、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の一種又は複数種の微粒子又は分散性ナノ粒子を混合してもよい。また、導電性材料として、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等を用いてもよい。導電性材料は、単一元素、又は複数種の元素の粒子を混合して用いることができる。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いるとことができる。
【００５２】
吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものであるが、他にも分散剤や、バインダーと呼ばれる熱硬化性樹脂が含まれている。特にバインダーに関しては、焼成時にクラックや融着状態のムラが発生するのを防止する働きを持つ。よって、形成される導電層には、有機材料が含まれることがある。含まれる有機材料は、加熱温度、雰囲気、時間により異なる。この有機材料は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び被覆剤として機能する有機樹脂などであり、代表的には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の有機樹脂が挙げられる。
【００５３】
また、導電性材料の周りに他の導電性材料がコーティングされ、複数の層になっている粒子でも良い。例えば、銅の周りにニッケルボロン（ＮｉＢ）がコーティングされ、その周囲に銀がコーティングされている３層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等、又は水を用いる。組成物の粘度は２０ｍＰａ・ｓ以下が好適であり、これは、吐出時に乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓに設定するとよい。
【００５４】
また、導電層は、複数の導電性材料を積層しても良い。また、始めに導電性材料として銀を用いて、液滴吐出法で導電層を形成した後、銅などでめっきを行ってもよい。めっきは電気めっきや化学（無電界）めっき法で行えばよい。めっきは、めっきの材料を有する溶液を満たした容器に基板表面を浸してもよいが、基板を斜め（または垂直）に立てて設置し、めっきする材料を有する溶液を、基板表面に流すように塗布してもよい。基板を立てて溶液を塗布するようにめっきを行うと、大面積の基板であっても工程に用いる装置が小型化できる利点がある。
【００５５】
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．０１〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。
【００５６】
本発明では、流動体の組成物と被形成領域近傍とのぬれ性の違いを利用して、所望のパターン形状に加工するので、組成物は、被処理物に着弾しても流動性を有していることが必要であるが、その流動性が失われない程度であれば、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度（℃）で３分間、焼成は２００〜５５０度（℃）で１５分間〜６０分間で行うもので、その目的によって、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には１００〜８００度（℃）（好ましくは２００〜５５０度（℃））とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。
【００５７】
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ４、ＧｄＶＯ４等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせたレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、該基板を破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐熱性が弱い基板にも影響を与えない。
【００５８】
また、液滴吐出法により組成物を吐出し、導電層、絶縁層などを形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。また溶剤等によって表面を軟化、または溶解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
【００５９】
本発明により、配線等が、小型化、薄膜化により密集、複雑に配置される設計であっても、所望なパターンに安定して良好な形状で形成することができ、信頼性、生産性を向上させることができる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の半導体装置、表示装置を歩留まりよく作製することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図２６（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス上に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
【００６１】
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
【００６２】
ＴＦＴは、その主要な構成要素として、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層が挙げられ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲート型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用いても良い。
【００６３】
図２６（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図２７（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図２７（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図２７において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ２７５０と接続している。
【００６４】
また、画素に設けるＴＦＴを、結晶性が高い多結晶（微結晶）半導体で形成する場合には、図２６（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図２６（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図２６（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。３７０４は信号線側入力端子である。本発明で形成するＴＦＴのように、画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図２６（Ｃ）に示すように、画素部４７０１と、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４をガラス基板４７００上に一体形成することもできる。
【００６５】
本発明の実施の形態について、図２乃至図８を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した、逆スタガ型の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法について説明する。図２乃至図６の（Ａ）は表示装置画素部の上面図であり、図２乃至図６の（Ｂ）は、図２乃至図６の（Ａ）における線Ａ−Ｃによる断面図、（Ｃ）は線Ｂ−Ｄによる断面図である。図７は表示装置の断面図であり、図８（Ａ）は上面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）における線Ｌ−Ｋ（Ｉ−Ｊを含む）による断面図である。
【００６６】
基板１００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等からなるガラス基板、石英基板、金属基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。また、基板１００の表面が平坦化されるようにＣＭＰ法などによって、研磨しても良い。なお、基板１００上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の方法により、珪素を含む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層は、形成しなくても良いが、基板１００からの汚染物質などを遮断する効果がある。
【００６７】
基板１００上に、ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４を形成する。ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４は、ＣＶＤ法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて形成することができる。ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、単層構造でも複数層の構造でもよく、例えば、窒化タングステン（ＷＮ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜との２層構造としてもよいし、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
【００６８】
ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４の形状に加工が必要な場合、マスクを形成し、ドライエッチングまたはウェットエッチングにより加工すればよい。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、電極層をテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。
【００６９】
加工のためのマスクは組成物を選択的に吐出して形成することができる。このように選択的にマスクを形成すると加工の工程が簡略化する効果がある。マスクは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
【００７０】
本実施の形態では、ゲート電極層１０３、ゲート電極層１０４の形成は、導電膜を形成後、マスク層によって所望の形状に加工して形成する。導電膜表面に、ＦＡＳを形成することでぬれ性の制御を行い、液滴吐出手段を用いてマスク層を形成する。マスク層は、実施の形態１で示したように、液滴吐出法による方法で形成したため、節を有する形状をしており、マスク層による加工によって得られるゲート電極層１０３、ゲート電極層１０４もその形状を反映している。（図２参照。）。
【００７１】
次に、ゲート電極層１０３、ゲート電極層１０４の上にゲート絶縁層１０５を形成する。ゲート絶縁層１０５としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜の２層の積層を用いる。またそれらや、酸化窒化珪素膜の単層、３層以上からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。また、液滴吐出法で形成される導電層に銀や銅などを用いる場合、その上にバリア膜として窒化珪素膜やＮｉＢ膜を形成すると、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流の少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。
【００７２】
次に半導体層を形成する。一導電性型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。またｎ型を有する半導体層を形成し、ｎチャネル型ＴＦＴのＮＭＯＳ構造、ｐ型を有する半導体層を形成したｐチャネル型ＴＦＴのＰＭＯＳ構造、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴを形成することもできる。ｎ型を有する半導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
【００７３】
半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体（以下「ＡＳ」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。半導体層は様々な手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜することができる。
【００７４】
ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、珪素を含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＦ２、ＧｅＦ４を混合させても良い。この珪素を含む気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
【００７５】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【００７６】
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほかＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。また酸化亜鉛（ＺｎＯ）も用いることができ、ＺｎＯを半導体層に用いる場合、ゲート絶縁層をＹ２Ｏｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、それらの積層などを用いるとよく、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層としては、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｔｉなどを用いるとよい。また、ＺｎＯにＩｎやＧａなどを添加することもできる。
【００７７】
半導体層に、結晶性半導体層を用いる場合、その結晶性半導体層の作製方法は、様々な方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質半導体膜（例えば非晶質珪素膜）にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質半導体膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質半導体膜にレーザ光を照射すると非晶質半導体膜が破壊されてしまうからである。
【００７８】
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【００７９】
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【００８０】
また、結晶性半導体層を、直接基板に線状プラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。
【００８１】
半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、ディスペンサ法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。
【００８２】
その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。
【００８３】
前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。
【００８４】
ゲート絶縁層１０５上に、半導体層１０７及び半導体層１０８を形成する。本実施の形態では、半導体層１０７及び半導体層１０８として非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する。結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行う。結晶化を助長する元素としては、この珪素の結晶化を助長する金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスニウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いることができ、本実施の形態ではニッケルを用いる。
【００８５】
結晶化を促進する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素、ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用いることができる。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとして機能する不純物元素を含む半導体層として、アルゴンを含む半導体層を形成する。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、アルゴンを含む半導体層を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、アルゴンを含む半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減される。その後、ゲッタリングシンクとなったアルゴンを含む半導体層を除去する。結晶性半導体層上に、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含むｎ型を有する半導体層を形成する。ｎ型を有する半導体層は、ソース領域及びドレイン領域として機能する。本実施の形態では、セミアモルファス半導体を用いてｎ型を有する半導体層を形成する。以上の工程で形成する半導体層、ｎ型を有する半導体層を所望の形状に加工し、半導体層１０７、半導体層１０８、ｎ型を有する半導体層１０９、ｎ型を有する半導体層１１０を形成する（図３参照。）。本実施の形態では、半導体層、ｎ型を有する半導体層の加工の際に用いるマスク層も液滴吐出法を用いているため、節を有する形状に半導体層の形状も反映している。
【００８６】
ｎ型を有する半導体層１０９、ｎ型を有する半導体層１１０、ゲート絶縁層１０５上の表面のぬれ性を制御する。本実施の形態ではより表面のぬれ性を低めるように制御するため、ぬれ性が低い物質１０２を形成する。ぬれ性が低い物質として、フッ化炭素鎖を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。本実施の形態では、ぬれ性が低い物質１０２としてＦＡＳを用い、塗布法でＦＡＳ膜を形成する。このぬれ性は後工程で形成するソース電極層又はドレイン電極層を構成する液状の導電性材料を含む組成物に対してである。
【００８７】
レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスクを液滴吐出法を用いて形成し、そのマスクを用いて、エッチング加工によりゲート絶縁層１０５の一部に貫通孔１２５を形成して、その下層側に配置されているゲート電極層１０４の一部を露出させる（図４参照。）。この工程で、貫通孔１２５の個所に存在するぬれ性が低い物質も除去する。エッチング加工はプラズマエッチング（ドライエッチング）又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
【００８８】
貫通孔１２５を形成するための所望の形状への加工の際に用いるマスクも組成物を選択的に吐出して形成することができる。このように選択的にマスクを形成すると加工の工程が簡略化する効果がある。マスクは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリレンエーテル、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
【００８９】
また、本実施の形態で、加工を行うためのマスクを液滴吐出法によって形成する際、前処理として、被形成領域のぬれ性を制御することが好ましい。ぬれ性と、吐出時の液滴径を制御することによって、所望な形状（線幅など）に安定して形成することができる。この工程は、液状材料を用いる場合、あらゆる形成物（絶縁層、導電層、マスク層、配線層など）の前処理として適用することができる。
【００９０】
ｎ型を有する半導体層１０９、ｎ型を有する半導体層１１０上に、液滴吐出装置１１８ａ、液滴吐出装置１１８ｂ、液滴吐出装置１１８ｃ、液滴吐出装置１１８ｄより、液状の導電性材料を含む組成物を実施の形態１のように吐出し、ソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１１２、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４を形成する（図４参照。）。２回の吐出によって節状に形成されるソース電極層又はドレイン電極層は、隣接するソース電極層又はドレイン電極層と吐出する液滴の中心をずらすことで、接することなく均一な間隔を有して形成される。ソース電極層及びドレイン電極層間の間隔が狭く設計しても、形成不良により接触することなく形成することができる。ソース電極層及びドレイン電極層の間隔によりチャネル幅が決定するため、このようなソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタは、高速動作が可能であり、かつ信頼性も高い。
【００９１】
同様に、液滴吐出法を用いてソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１１２、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４に接するように、配線層１１５、配線層１１６、配線層１１７を形成する。
【００９２】
ソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１１２、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、配線層１１５、配線層１１６、配線層１１７を所望なパターンに形成後、残存するぬれ性が低い物質を残してもよいし、不必要な部分は除去してしまってもよい。除去は、酸素等によるアッシング、エッチングなどにより除去すればいい。そのソース電極層又はドレイン電極層をマスクとして用いることもできる。本実施の形態では、ソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１１２、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、配線層１１５、配線層１１６、配線層１１７を形成後、紫外光を照射し、残存するぬれ性が低い物質を分解し、除去する（図５参照。）。
【００９３】
配線層１１５はソース配線層としても機能し、配線層１１７は電源線としても機能する。ソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１１２、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４を形成した後、半導体層１０７、半導体層１０８、ｎ型を有する半導体層１０９、ｎ型を有する半導体層１１０を所望の形状に加工する。本実施の形態では、液滴吐出法によりマスクを形成し、加工を行うが、ソース電極層及びドレイン電極層をマスクとして、半導体層、ｎ型を有する半導体層をエッチングにより加工してもよい。
【００９４】
ソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１１２、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、配線層１１５、配線層１１６、配線層１１７を形成する導電性材料としては、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。
【００９５】
ゲート絶縁層１０５に形成した貫通孔１２５において、配線層１１６とゲート電極層１０４とを電気的に接続させる。配線層１１７の一部は容量素子を形成する。
【００９６】
液滴吐出法を組み合わせることで、スピンコート法などによる全面塗布形成に比べ、材料のロスが防げ、コストダウンが可能になる。本発明により、配線等が、小型化、薄膜化により密集、複雑に配置される設計であっても、安定して形成することができる。
【００９７】
続いて、ゲート絶縁層１０５上に選択的に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の電極層１１９を形成する（図６参照。）。第１の電極層１１９は、基板１００側から光を放射する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ２）などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって形成しても良い。
【００９８】
また、好ましくは、スパッタリング法によりインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などで形成する。より好ましくは、ＩＴＯに酸化珪素が２〜１０重量％含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いる。この他、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープした導電性材料、酸化珪素を含み酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成されたインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ））膜を用いても良い。スパッタリング法で第１の電極層１１９を形成した後は、液滴吐出法を用いてマスク層を形成しエッチングにより、所望のパターンに形成すれば良い。本実施の形態では、第１の電極層１１９は、透光性を有する導電性材料により液滴吐出法を用いて形成し、具体的には、インジウム錫酸化物、ＩＴＯと酸化珪素から構成されるＩＴＳＯを用いて形成する。
【００９９】
本実施の形態では、ゲート電極層、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、画素電極層である第１の電極層は、複数の吐出工程によって直接形成されるか、又は複数の吐出工程によって節を有する形状に形成されたマスク層を用いて形成される例を詳細に示した。よって、図６（Ａ）に示すようにゲート電極層、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層は液滴の形状が反映されており、形状が直線的ではなく、線幅が不均一な節を有する形状となっている。
【０１００】
本発明を特にソース電極層とドレイン電極層との安定な形成を行うために用い、他のゲート電極層、半導体層などの加工はレジストマスク等で行っても良い。このような例を図３４に示す。図３４においても、ソース電極層又はドレイン電極層１１１及びソース電極層又はドレイン電極層１１２を形成する際に本発明を用いているため、ソース電極層又はドレイン電極層１１１及びソース電極層又はドレイン電極層１１２は、狭い間隔であっても安定して形成することができている。ソース電極層又はドレイン電極層１１３及びソース電極層又はドレイン電極層１１４も同様である。
【０１０１】
第１の電極層１１９は、ソース電極層又はドレイン電極層１１３の形成前に、ゲート絶縁層１０５上に選択的に形成することもできる。この場合、本実施の形態とはソース電極層又はドレイン電極層１１３と、第１の電極層１１９の接続構造が、第１の電極層の上にソース電極層又はドレイン電極層１１３が積層する構造となる。第１の電極層１１９をソース電極層又はドレイン電極層１１３より先に形成すると、平坦な形成領域に形成できるので、被覆性がよく、ＣＭＰなどの研磨処理も十分に行えるので平坦性よく形成できる。
【０１０２】
また、ソース電極層又はドレイン電極層１１３上に層間絶縁層となる絶縁層を形成し、配線層によって、第１の電極層１１９と電気的に接続する構造を用いてもよい。この場合、開口部（コンタクトホール）を絶縁層を除去して形成するのではなく、絶縁層に対してぬれ性が低い物質をソース電極層又はドレイン電極層１１３上に形成することもできる。その後、絶縁材料を含む組成物を塗布法などで塗布すると、ぬれ性が低い物質の形成されている領域を除いた領域に絶縁層は形成される。
【０１０３】
加熱、乾燥等によって絶縁層を固化して形成した後、ぬれ性が低い物質を除去し、開口部を形成する。この開口部を埋めるように配線層を形成し、この配線層に接するように第１の電極層１１９を形成する。この方法を用いると、エッチングによる開口部の形成が必要ないので工程が簡略化する効果がある。
【０１０４】
また、発光した光を基板１００側とは反対側に放射させる構造とする場合、上面放射型のＥＬ表示パネルを作製する場合には、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチング加工を組み合わせて第１の電極層１１９を形成しても良い。
【０１０５】
第１の電極層１１９は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層１１９の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【０１０６】
以上の工程により、基板１００上にボトムゲート型のＴＦＴと第１の電極層１１９が接続された表示パネル用のＴＦＴ基板が完成する。また本実施の形態のＴＦＴは逆スタガ型である。
【０１０７】
次に、絶縁層１２１（隔壁とも呼ばれる）を選択的に形成する。絶縁層１２１は、第１の電極層１１９上に開口部を有するように形成する。本実施の形態では、絶縁層１２１を全面に形成し、レジスト等のマスクによって、エッチングし所望の形状へ加工する。絶縁層１２１を、直接選択的に形成できる液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法などを用いて形成する場合は、エッチングによる加工は必ずしも必要はない。また絶縁層１２１も本発明の前処理によって、所望の形状に形成できる。
【０１０８】
絶縁層１２１は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン材料を用いてもよい。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。絶縁層１２１は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましく、上に形成される電界発光層１２２、第２の電極層１２３の被覆性が向上する。
【０１０９】
また、液滴吐出法により、絶縁層１２１を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または溶解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。この工程により平坦性が向上すると、表示パネルの表示ムラなどを防止することができ、高繊細な画像を表示することができる。
【０１１０】
表示パネル用のＴＦＴ基板である基板１００の上に、発光素子を形成する（図７参照。）。
【０１１１】
電界発光層１２２を形成する前に、大気圧中で２００℃の熱処理を行い第１の電極層１１９、絶縁層１２１中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で２００〜４００℃、好ましくは２５０〜３５０℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに電界発光層１２２を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。
【０１１２】
電界発光層１２２として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。電界発光層１２２上に第２の電極層１２３を積層形成して、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。
【０１１３】
図示しないが、第２の電極層１２３を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。表示装置を構成する際に設ける保護膜は、単層構造でも多層構造でもよい。パッシベーション膜としては、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮＸ）を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。例えば窒素含有炭素膜（ＣＮＸ）、窒化珪素（ＳｉＮ）のような積層、また有機材料を用いることも出来、スチレンポリマーなど高分子の積層でもよい。また、シロキサン材料を用いてもよい。
【０１１４】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層の上方にも容易に成膜することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ２Ｈ４ガスとＮ２ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、電界発光層の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に電界発光層が酸化するといった問題を防止できる。
【０１１５】
図８（Ｂ）に示すように、シール材１３６を形成し、封止基板１４０を用いて封止する。その後、ゲート電極層１０３と電気的に接続して形成されるゲート配線層に、フレキシブル配線基板を接続し、外部との電気的な接続をしても良い。これは、ソース配線層でもある配線層１１５と電気的に接続して形成されるソース配線層も同様である。
【０１１６】
素子を有する基板１００と封止基板１４０の間には充填剤１３５を封入して封止する。充填剤の封入には、液晶材料と同様に滴下法を用いることもできる。充填剤１３５の代わりに、窒素などの不活性ガスを充填してもよい。また、乾燥剤を表示装置内に設置することによって、発光素子の水分による劣化を防止することができる。乾燥剤の設置場所は、封止基板１４０側でも、素子を有する基板１００側でもよく、シール材１３６が形成される領域に基板に凹部を形成して設置してもよい。また、封止基板１４０の駆動回路領域や配線領域など表示に寄与しない領域に対応する場所に設置すると、乾燥剤が不透明な物質であっても開口率を低下させることがない。充填剤１３５に吸湿性の材料を含むように形成し、乾燥剤の機能を持たせても良い。以上により、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する（図８参照。）。
【０１１７】
また、表示装置内部と外部を電気的に接続するための端子電極層１３７に、異方性導電膜１３８によってＦＰＣ１３９が接着され、端子電極層１３７と電気的に接続する。
【０１１８】
図８（Ａ）に、表示装置の上面図を示す。図８（Ａ）で示すように、画素領域１５０、走査線駆動領域１５１ａ、走査線駆動領域１５１ｂ、接続領域１５３が、シール材１３６によって、基板１００と封止基板１４０との間に封止され、基板１００上にＩＣドライバによって形成された信号線駆動回路１５２が設けられている。駆動回路領域には、薄膜トランジスタ１３３、薄膜トランジスタ１３４、画素領域には、薄膜トランジスタ１３１、薄膜トランジスタ１３０がそれぞれ設けられている。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子よりの光を妨げないような、隔壁の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０１２０】
本実施の形態では、スイッチングＴＦＴはシングルゲート構造を詳細に説明したが、ダブルゲート構造などのマルチゲート構造でもよい。図３６に薄膜トランジスタ１３０をダブルゲート構造にした例を示す。図３６（Ａ）は画素の上面図であり、図３６（Ｂ）は、図３６（Ａ）における線Ｘ−Ｙの断面図である。薄膜トランジスタ１３０は、ゲート電極層１０３ａ、ゲート電極層１０３ｂ、半導体層１０７、ｎ型を有する半導体層１０９ａ、ｎ型を有する半導体層１０９ｂ、ｎ型を有する半導体層１０９ｃに接して、ソース電極層又はドレイン電極層１１１、ソース電極層又はドレイン電極層１２０、ソース電極層又はドレイン電極層１１２を有している。このように、ソース電極層又はドレイン電極層が３つ以上連続して隣接する場合も本発明を用いると、等間隔で安定して形成することができる。
【０１２１】
また半導体をＳＡＳや結晶性半導体を用いて作製した場合、一導電型を付与する不純物の添加によって不純物領域を形成することもできる。この場合、半導体層は濃度の異なる不純物領域を有していてもよい。例えば、半導体層のチャネル領域近傍、ゲート電極層と積層する領域は、低濃度不純物領域とし、その外側の領域を高濃度不純物領域としてもよい。
【０１２２】
以上示したように、本実施の形態では、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に表示パネルを製造することができる。
【０１２３】
本発明により、所望なパターンを安定して形成できる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。
【０１２４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態について、図１３乃至図１９を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した、トップゲート型プラナー構造の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法について説明する。図１３（Ａ）乃至図１８（Ａ）は表示装置画素部の上面図であり、図１３（Ｂ）乃至図１８（Ｂ）は、図１３（Ａ）乃至図１８（Ａ）における線Ｅ−Ｆによる断面図である。図１９（Ａ）も表示装置の上面図であり、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）における線Ｏ−Ｗ、線Ｅ−Ｐによる断面図である。なお表示素子として液晶材料を用いた液晶表示装置の例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。
【０１２５】
基板２００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等からなるガラス基板、石英基板、金属基板、又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。なお、基板２００上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の方法により、珪素を含む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層は、形成しなくても良いが、基板２００からの汚染物質などを遮断する効果がある。
【０１２６】
基板２００上に、導電膜２０１を形成する。導電膜２０１は、ＣＶＤ法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて形成することができる。導電膜２０１の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、単層構造でも複数層の構造でもよく、例えば、窒化タングステン（ＷＮ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜との２層構造としてもよいし、タングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。本実施の形態では、導電膜２０１としてＡｌを用いる。
【０１２７】
本実施の形態では、導電膜２０１上に液滴吐出法を用いてマスク層を形成し、導電膜２０１を所望の形状に加工し、ソース電極層及びドレイン電極層を形成する。よってチャネル幅を決定するソース電極層及びドレイン電極層を制御良く形成するために、実施の形態１で示したように、マスク層を形成する。導電膜２０１表面のマスク層形成材料を含む組成物に対するぬれ性を制御する。本実施の形態では、微細な設計で画素領域を形成したいため、ソース電極層及びドレイン電極層を細線で形成する必要がある。よって、本実施の形態では、液滴がぬれ広がらないように、導電膜２０１表面のぬれ性をより低める処理を行う。具体的には、導電膜２０１上にぬれ性が低い物質２０２を形成する（図１３参照。）。
【０１２８】
ぬれ性が低い物質として、フッ化炭素鎖を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。本実施の形態では、ぬれ性が低い物質２０２としてＦＡＳを用い、塗布法でＦＡＳ膜を形成する。このぬれ性は後工程で形成するマスク層形成材料を含む液状の組成物に対してである。本実施の形態において、マスク層を形成する際、マスク層形成材料を含む組成物に対する被形成領域の接触角は、好ましくは２０度以上、より好ましくは２０度以上４０度以下である。
【０１２９】
ぬれ性が低い物質２０２上にマスク層形成材料を含む組成物を、液滴吐出装置２１３によって２段階に分けて吐出し、マスク層２０３ａ、マスク層２０３ｂを形成する。隣接するマスク層２０３ａ及びマスク層２０３ｂは同段階に形成されるマスク層が隣り合わないように、液滴の中心が線幅方向に重ならないようにずらして吐出する。マスク層２０３ａ及びマスク層２０３ｂは、複数段階の吐出によるドットを重ね合わせることで連続した形状となる。よって、線幅が一定ではなく図１４（Ａ）に示されるような節を有する形状である。本実施の形態は吐出する工程で、液滴の吐出位置を制御しているので、隣接するマスク層２０３ａ及びマスク層２０３ｂは接触することなく、節同士の最大個所同士の隣接を避けることができる。よってマスク層２０３ａとマスク層２０３ｂとの間隔を狭く設定でき、かつ安定して形成することができる。マスク層２０４ａ、マスク層２０４ｂ、マスク層２０４ｃも液滴吐出法によって、複数段階に分けて吐出し、連続した形状として形成する（図１４参照。）。
【０１３０】
マスク層２０３ａ、マスク層２０３ｂ、マスク層２０４ａ、マスク層２０４ｂ、マスク層２０４ｃを用いて導電膜２０１を所望の形状に加工し、ソース電極層又はドレイン電極層２０５、ソース電極層又はドレイン電極層２０６、容量配線層２０７を形成する（図１５参照。）。ソース電極層又はドレイン電極層２０５、ソース電極層又はドレイン電極層２０６は安定した間隔を有して配置された、形状不良の生じない所望な形状とすることができる。導電層の間隔を狭めることが出来るので、この導電層をソース電極層、ドレイン電極層として用いればチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことができる高性能、かつ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良による不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
【０１３１】
本実施の形態では、ソース電極層又はドレイン電極層２０５、ソース電極層又はドレイン電極層２０６、容量配線層２０７を形成後、マスク層を除去した後、紫外光を照射し、ぬれ性が低い物質２０２を分解し、除去する。
【０１３２】
ソース電極層又はドレイン電極層２０５、ソース電極層又はドレイン電極層２０６にｎ型を有する半導体層を形成し、レジスト等からなるマスクによってエッチングする。レジストは液滴吐出法を用いて形成すればよい。ｎ型を有する半導体層上に半導体層を形成し再び、マスク等を用いて加工する。よってｎ型を有する半導体層２０８ａ、ｎ型を有する半導体層２０８ｂ、半導体層２０９が形成される（図１６参照。）。ｎ型を有する半導体層は、ソース電極層又はドレイン電極層側から、より高濃度にｎ型を付与する不純物元素を含む半導体層と、低濃度にｎ型を付与する不純物元素を含む半導体層との積層としてもよい。
【０１３３】
次に、ソース電極層、ドレイン電極層及び半導体層上にゲート絶縁層２１２を形成する。ゲート絶縁層２１２としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜３層の積層を用いる。
【０１３４】
次に、ゲート絶縁層２１２上に、レジストなどからなるマスクを形成し、ゲート絶縁層２１２をエッチングし、貫通孔２１５を形成する（図１７参照。）。本実施の形態では、液滴吐出法によりマスクを選択的に形成する。
【０１３５】
ゲート絶縁層２１２上に液滴吐出装置２１４によって導電性材料を含む組成物を吐出し、ゲート電極層２１０を形成する。ソース電極層又はドレイン電極層を形成する時と同様に、ゲート電極層の被形成領域のぬれ性制御を行ってもよい。本実施の形態ではゲート電極層２１０の形成領域にぬれ性制御を行い、複数段階の吐出によって連続した形状とした。よってゲート電極層２１０も節を有する形状となっている。なお、図示しないが、ゲート電極層２１０形成時のぬれ性制御も導電膜２０１上にぬれ性が低い物質２０２を形成したように行えばよい。
【０１３６】
画素電極層２１１もソース電極層及びドレイン電極層と同様に、導電膜を形成後、液滴吐出法によるマスク層を用いて加工して形成する。よって画素電極層２１１も液滴吐出法によるマスク層の形状を反映した周辺に曲率を有する形状となっている（図１８（Ａ）参照。）。画素電極層２１１とソースまたはドレイン電極層２０６とを、先に形成した貫通孔２１５において電気的に接続する。画素電極層２１１は、実施の形態２の第１の電極層１１９と同様な材料を用いることができ、透過型の液晶表示パネルを作製する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）などを含む組成物により所定のパターンに形成し、焼成によって形成しても良い。このようにして本実施の形態の順スタガ型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ２５０が作製される（図１８（Ｂ）参照。）。
【０１３７】
本実施の形態では、ゲート電極層、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、画素電極層は、複数の吐出工程によって直接形成されるか、又は複数の吐出工程によって節を有する形状に形成されたマスク層を用いて形成される例を詳細に示した。よって、図１８（Ａ）に示すようにゲート電極層、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、画素電極層は液滴の形状が反映されており、形状が直線的ではなく、線幅が不均一な節を有する形状となっている。
【０１３８】
本発明を特にソース電極層とドレイン電極層の安定な形成を行うために用い、他のゲート電極層、半導体層などの加工はレジストマスク等で行っても良い。このような例を図３５に示す。図３５においても、ソース電極層又はドレイン電極層２０５及びソース電極層又はドレイン電極層２０６を形成する際に本発明を用いているため、ソース電極層又はドレイン電極層２０５及びソース電極層又はドレイン電極層２０６は、狭い間隔であっても安定して形成することができている。
【０１３９】
次に、画素電極層２１１及び薄膜トランジスタ２５０を覆うように、ディスペンサ法、印刷法やスピンコート法により、配向膜と呼ばれる絶縁層２６１を形成する。なお、絶縁層２６１は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビングを行う。続いて、シール材２８２を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
【０１４０】
その後、配向膜として機能する絶縁層２６３、カラーフィルタとして機能する着色層２６４、対向電極として機能する導電体層２６５、偏光板２６７が設けられた対向基板２６６とＴＦＴを有する基板２００とをスペーサ２８１を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層２６２を設けることにより液晶表示装置を作製することができる（図１８及び図１９参照。）。また基板２００のＴＦＴを有していない側にも偏光板２６８を形成する。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板２６６には、遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。なお、液晶層２２６を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、対向基板２６６を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。
【０１４１】
ディスペンサ方式を採用した液晶滴下注入法を、図３０を用いて説明する。図３０において、４０は制御装置、４２は撮像手段、４３はヘッド、３３は液晶、３５、４５はマーカー、３４はバリア層、３２はシール材、３０はＴＦＴ基板、２０は対向基板である。シール材３２で閉ループを形成し、その中にヘッド４３より液晶３３を１回若しくは複数回滴下する。ヘッド４３は複数のノズルを備えており、一度に多量の液晶材料を滴下することができるためスループットが向上する。液晶材料の粘性が高い場合は、連続的に吐出され、繋がったまま被形成領域に付着する。一方、液晶材料の粘性が低い場合には、間欠的に吐出され液滴が滴下される。そのとき、シール材３２と液晶３３とが反応することを防ぐため、バリア層３４を設ける。続いて、真空中で基板を貼り合わせ、その後紫外線硬化を行って、液晶が充填された状態とする。またＴＦＴ基板側にシール材を形成し、液晶を滴下してもよい。
【０１４２】
スペーサは数μｍの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では基板全面に樹脂膜を形成した後これを所望の形状に加工して形成する方法を採用した。このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーンオーブンなどで１５０〜２００℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。スペーサの形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。
【０１４３】
以上の工程で形成された表示装置内部と外部の配線基板を接続するために接続部を形成する。大気圧又は大気圧近傍下で、酸素ガスを用いたアッシング処理により、接続部の絶縁体層を除去する。この処理は、酸素ガスと、水素、ＣＦ４、ＮＦ３、ＣＨＦ３から選択された一つ又は複数とを用いて行う。本工程では、静電気による損傷や破壊を防止するために、対向基板を用いて封止した後に、アッシング処理を行っているが、静電気による影響が少ない場合には、どのタイミングで行っても構わない。
【０１４４】
続いて、画素部と電気的に接続されている端子電極層２８７を、異方性導電体層２８５を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ２８６を設ける（図１９（Ｂ）参照。）。ＦＰＣ２８６は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
【０１４５】
図１９（Ａ）に、液晶表示装置の上面図を示す。図１９（Ａ）で示すように、画素領域２９０、走査線駆動領域２９１ａ、走査線駆動領域２９１ｂが、シール材２８２によって、基板２００と対向基板２８０との間に封止され、基板２００上にＩＣドライバによって形成された信号線駆動回路２９２が設けられている。駆動領域には薄膜トランジスタ２８３及び薄膜トランジスタ２８４を有する駆動回路が設けられている。
【０１４６】
本実施の形態における周辺駆動回路は薄膜トランジスタ２８３及び薄膜トランジスタ２８４は、ｎチャネル型薄膜トランジスタであるので、薄膜トランジスタ２８３及び薄膜トランジスタ２８４で構成されるＮＭＯＳの回路が設けられている。
【０１４７】
本実施の形態では、駆動回路領域において、ＮＭＯＳ構成を用いてインバーターとして機能させている。このようにＰＭＯＳのみ、ＮＭＯＳの構成の場合においては、一部のＴＦＴのゲート電極層とソース電極層又はドレイン電極層とを接続させる。
【０１４８】
本実施の形態では、スイッチングＴＦＴはシングルゲート構造としたが、ダブルゲート構造でもよく、より複数のマルチゲート構造でもよい。また半導体をＳＡＳや結晶性半導体を用いて作製した場合、一導電型を付与する不純物の添加によって不純物領域を形成することもできる。この場合、半導体層は濃度の異なる不純物領域を有していてもよい。例えば、半導体層のチャネル領域近傍、ゲート電極層と積層する領域は、低濃度不純物領域とし、その外側の領域を高濃度不純物領域としてもよい。
【０１４９】
以上示したように、本実施の形態では、工程を簡略化することができる。また、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種の構成物（パーツ）やマスク層を形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に表示パネルを製造することができる。
【０１５０】
本発明により、表示装置を構成する構成物を、所望なパターンで制御性よく形成できる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の液晶表示装置を歩留まりよく作製することができる。
【０１５１】
（実施の形態４）
本発明を適用して薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを用いて表示装置を形成することができるが、発光素子を用いて、なおかつ、該発光素子を駆動するトランジスタとしてｎチャネル型トランジスタを用いた場合、該発光素子から発せられる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。ここでは、それぞれの場合に応じた発光素子の積層構造について、図１２を用いて説明する。
【０１５２】
また、本実施の形態では、本発明を適用したチャネル保護型の薄膜トランジスタ４６１、４７１、４８１を用いる。薄膜トランジスタ４８１は、透光性を有する基板４８０上に設けられ、ゲート電極層４９３、ゲート絶縁膜４９７、半導体層４９４、ｎ型を有する半導体層４９５ａ、ｎ型を有する半導体層４９５ｂ、ぬれ性が低い物質４８２ａ、ぬれ性が低い物質４８２ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層４８７ａ、ソース電極層又はドレイン電極層４８７ｂ、チャネル保護層４９６により形成される。ソース電極層又はドレイン電極層４８７ａ、ソース電極層又はドレイン電極層４８７ｂも実施の形態１で示すような液滴の吐出方法を用いて形成すれば、ソース電極層及びドレイン電極層は所望の位置に間隔を有して形成することができる。よってソース電極層及びドレイン電極層の間隔によりチャネル幅が決定するので、ソース電極層及びドレイン電極層間の間隔が狭く設計しても、形成不良により接触することなく形成することができる。このようなソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタ４８１は、高速動作が可能であり、かつ信頼性も高い。
【０１５３】
本実施の形態では、半導体層として結晶性半導体層を用い、一導電型の半導体層としてｎ型を有する半導体層を用いる。ｎ型を有する半導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。半導体層は本実施の形態に限定されず、実施の形態１示したように、非晶質半導体層を用いることもできる。本実施の形態のようにポリシリコンのような結晶性半導体層を用いる場合、一導電型の半導体層を形成せず、結晶性半導体層に不純物を導入（添加）して一導電型を有する不純物領域を形成してもよい。また、ペンタセンなどの有機半導体を用いることもでき、有機半導体を液滴吐出法などによって選択的に形成すると、所望の形状への加工工程を簡略化することができる。
【０１５４】
本実施の形態では、半導体層４９４として非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する。結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行う。結晶化を助長する元素としては、この珪素の結晶化を助長する金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスニウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いることができ、本実施の形態ではニッケルを用いる。
【０１５５】
結晶化を促進する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素、ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用いることができる。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとして機能する不純物元素を含む半導体層を、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含んだｎ型を有する半導体層を形成する。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、ｎ型を有する半導体層を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、ｎ型を有する半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減され、半導体層４９４が形成される。一方ｎ型を有する半導体層は、結晶性を促進する元素である金属元素を含む、ｎ型を有する半導体層となり、その後所望の形状に加工されてｎ型を有する半導体層４９５ａ、ｎ型を有する半導体層４９５ｂとなる。このようにｎ型を有する半導体層は、半導体層４９４のゲッタリングシンクとしても機能し、そのままソース領域及びドレイン領域としても機能する。
【０１５６】
本実施の形態では、半導体層の結晶化工程とゲッタリング工程を複数の加熱処理により行うが、結晶化工程とゲッタリング工程を一度の加熱処理により行うこともできる。この場合は、非晶質半導体層を形成し、結晶化を促進する元素を添加し、ゲッタリングシンクとなる半導体層を形成した後、加熱処理を行えばよい。
【０１５７】
本実施の形態では、ゲート絶縁層を複数層の積層で形成し、ゲート絶縁膜４９７としてゲート電極層４９３側から窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を形成し、２層の積層構造とする。積層される絶縁層は、同チャンバー内で真空を破らずに同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成するとよい。真空を破らずに連続的に形成すると、積層する膜同士の界面が汚染されるのを防ぐことができる。
【０１５８】
チャネル保護層４９６は、液滴吐出法を用いてポリイミド又はポリビニルアルコール等を滴下してもよい。その結果、露光工程を省略することができる。チャネル保護層としては、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素など）、感光性または非感光性の有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど）、低誘電率である材料（Ｌｏｗ−ｋ材料）などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。また、シロキサン材料を用いてもよい。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、ディスペンサ法を用いることもできる。塗布法で得られる塗布膜なども用いることができる。
【０１５９】
まず、基板４８０側に放射する場合、つまり下面放射を行う場合について、図１２（Ａ）を用いて説明する。この場合、薄膜トランジスタ４８１に電気的に接続するように、ソース電極層又はドレイン電極層４８７ｂに接して、第１の電極層４８４は形成され、その上に電界発光層４８５、第２の電極層４８６が順に積層される。光が透過する基板４８０は少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する必要がある。次に、基板４６０と反対側に放射する場合、つまり上面放射を行う場合について、図１２（Ｂ）を用いて説明する。薄膜トランジスタ４６１は、前述した薄膜トランジスタの同様に形成することができる。
【０１６０】
薄膜トランジスタ４６１に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層４６２が第１の電極層４６３と接し、電気的に接続する。第１の電極層４６３、電界発光層４６４、第２の電極層４６５が順に積層される。ソース電極層又はドレイン電極層４６２は反射性を有する金属層であり、発光素子から放射される光を矢印の上面に反射する。ソース電極層又はドレイン電極層４６２は第１の電極層４６３と積層する構造となっているので、第１の電極層４６３に透光性の材料を用いて、光が透過しても、該光はソース電極層又はドレイン電極層４６２において反射され、基板４６０と反対側に放射する。もちろん第１の電極層４６３を、反射性を有する金属膜を用いて形成してもよい。発光素子から放出する光は第２の電極層４６５を透過して放出されるので、第２の電極層４６５は、少なくとも可視領域において透光性を有する材料で形成する。最後に、光が基板４７０側とその反対側の両側に放射する場合、つまり両面放射を行う場合について、図１２（Ｃ）を用いて説明する。薄膜トランジスタ４７１もチャネル保護型の薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ４７１の半導体層に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層４７５に第１の電極層４７２が電気的に接続している。第１の電極層４７２、電界発光層４７３、第２の電極層４７４が順に積層される。このとき、第１の電極層４７２と第２の電極層４７４のどちらも少なくとも可視領域において透光性を有する材料、又は光を透過できる厚さで形成すると、両面放射が実現する。この場合、光が透過する絶縁層や基板４７０も少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する必要がある。
【０１６１】
本実施の形態において適用できる発光素子の形態を図１１に示す。発光素子は、電界発光層８６０を第１の電極層８７０と第２の電極層８５０で挟んだ構成になっている。第１の電極層及び第２の電極層は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の電極層及び第２の電極層は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。本実施の形態では、駆動用ＴＦＴの極性がｎチャネル型であるため、第１の電極層を陰極、第２の電極層を陽極とすると好ましい。また駆動用ＴＦＴの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極層を陽極、第２の電極層を陰極とするとよい。
【０１６２】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の電極層８７０が陽極であり、第２の電極層８５０が陰極である場合であり、電界発光層８６０は、第１の電極層８７０側から、ＨＩＬ（ホール注入層）とＨＴＬ（ホール輸送層）との積層からなるバッファ層８０４、ＥＭＬ（発光層）８０３、ＥＴＬ（電子輸送層）とＥＩＬ（電子注入層）との積層からなるバッファ層８０２、第２の電極層８５０の順に積層するのが好ましく、その上に第２の電極層８５０が形成される。図１１（Ａ）は第１の電極層８７０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は透光性を有する酸化物導電性材料からなる電極層８０５で構成し、第２の電極層８５０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されている。図１１（Ｂ）は第２の電極層８５０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する電極層８０７と、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する電極層８０６より構成されている。第２の電極層８５０は、第２の電極層８５０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されているがいずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第２の電極層８５０から光を放射することが可能となる。
【０１６３】
図１１（Ｃ）及び（Ｄ）は、第１の電極層８７０が陰極であり、第２の電極層８５０が陽極である場合であり、電界発光層８６０は、陰極である第１の電極層８７０側からＥＩＬ（電子注入層）とＥＴＬ（電子輸送層）との積層からなるバッファ層８０２、ＥＭＬ（発光層）８０３、ＨＴＬ（ホール輸送層）とＨＩＬ（ホール注入層）との積層からなるバッファ層８０４の順に積層するのが好ましく、その上に陽極である第２の電極層８５０が形成される。図１１（Ｃ）は第１の電極層８７０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されているがいずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第１の電極層８７０から光を放射することが可能となる。第２の電極層は、電界発光層８６０側から、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層８０６、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する電極層８０７より構成されている。図１１（Ｄ）は第２の電極層８５０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されており、膜厚は電界発光層８６０で発光した光を反射可能な程度に厚く形成している。第２の電極層８５０は、少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する酸化物導電性材料からなる電極層８０５で構成されている。なお電界発光層は、積層構造以外に単層構造、又は混合構造をとることがでる。
【０１６４】
また、電界発光層として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。
【０１６５】
また上面放射型の場合で、第２の電極層に透光性を有するＩＴＯやＩＴＳＯを用いる場合、ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯｓ）にＬｉを添加したＢｚＯｓ−Ｌｉなどを用いることができる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ３を用いればよい。
【０１６６】
なお、電界発光層は上記材料に限定されない。例えば、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。また電界発光層の材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料として用いることができる。以下発光素子を形成する材料について詳細に述べる。
【０１６７】
電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（−４−フェニルフェノラト）−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質としては、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が挙げられる。
【０１６８】
また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、この他、Ａｌｑ３のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属との混合物であってもよい。
【０１６９】
電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物が挙げられる。また、この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。
【０１７０】
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光版などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。
【０１７１】
発光材料には様々な材料がある。低分子有機発光材料では、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。
【０１７２】
一方、高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。高分子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、陰極側から、陰極、有機発光層、陽極の順の積層となる。しかし、高分子系有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子系有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合２層構造となる。具体的には、陰極側から、陰極、発光層、正孔輸送層、陽極の順の積層構造である。
【０１７３】
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
【０１７４】
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン）  ［ＰＰＶ］  の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）  ［ＲＯ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（２’−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）［ＭＥＨ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）［ＲＯＰｈ−ＰＰＶ］等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）［ＲＯ−ＰＰＰ］、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
【０１７５】
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。
【０１７６】
また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。
【０１７７】
白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Ａｌｑ３、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ３、Ａｌｑ３、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。また、スピンコートを用いた塗布法によりＥＬを形成する場合には、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ−スチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリン６など）ドープしたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成すればよい。
【０１７８】
発光層は単層で形成することもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。
【０１７９】
さらに、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起発光材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。
【０１８０】
三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。
【０１８１】
以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。
【０１８２】
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光装置の信頼性を向上させることができる。また、デジタル駆動、アナログ駆動どちらでも適用可能である。
【０１８３】
よって、図１２には図示していないが、素子を有する基板と対向する封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタ（着色層）は液滴吐出法によって選択的に形成することができる。カラーフィルタ（着色層）を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ（着色層）により、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭くなるように補正できるからである。
【０１８４】
以上、各ＲＧＢの発光を示す材料を形成する場合を説明したが、単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ（着色層）や色変換層は、例えば封止基板に形成し、基板へ張り合わせればよい。また上述したように、単色の発光を示す材料、カラーフィルタ（着色層）、及び色変換層のいずれも液滴吐出法により形成することができる。
【０１８５】
もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの表示装置を形成してもよい。エリアカラータイプは、パッシブマトリクス型の表示部が適しており、主に文字や記号を表示することができる。
【０１８６】
上記構成において、陰極としては、仕事関数が小さい材料を用いることが可能で、例えば、Ｃａ、Ａｌ、フッ化カルシウム、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。電界発光層は、単層型、積層型、また層の界面がない混合型のいずれでもよい。またシングレット材料、トリプレット材料、又はそれらを組み合わせた材料や、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子系有機化合物、中分子系有機化合物（昇華性を有さず、且つ分子数が２０以下、又は連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機化合物を指していう）、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせてもよい。第１の電極層４８４、第２の電極層４６５、第１の電極層４７２、第２の電極層４７４は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成された透明導電膜を用いる。なお、第１の電極層４８４、第１の電極層４６３、第１の電極層４７２形成前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲気下での加熱処理を行うとよい。隔壁は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２と自由に組み合わせることが可能である。
【０１８７】
（実施の形態５）
次に、実施の形態２乃至４によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
【０１８８】
まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図２７（Ａ）を用いて説明する。基板２７００上には、文字や画像などの情報を表示する画素部２７０１が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路（ドライバＩＣとも表記）２７５１は、基板２７００上に実装される。図２７（Ａ）は複数のドライバＩＣ２７５１、ドライバＩＣ２７５１の先にＦＰＣ２７５０を実装する形態を示す。また、分割する大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、単数のドライバＩＣを設け、該ドライバＩＣの先にＦＰＣ２７５０を実装してもよい。
【０１８９】
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、図２７（Ｂ）で示すように複数のＦＰＣ２７５０を貼り付けて実装して、該ＦＰＣ２７５０にドライバＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のＦＰＣ２７５０に単数のドライバＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、ドライバＩＣを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
【０１９０】
これらの表示パネルに実装されるドライバＩＣは、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍから１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。
【０１９１】
つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５〜８０ｍｍ、短辺が１〜６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素部の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
【０１９２】
ドライバＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５〜８０ｍｍで形成されたドライバＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上にドライバＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
【０１９３】
また、図２６（Ｂ）のように走査線側駆動回路３７０２は基板上に一体形成される場合、画素部３７０１の外側の領域には、信号線側の駆動回路が形成されたドライバＩＣが実装される。これらのドライバＩＣは、信号線側の駆動回路である。ＲＧＢフルカラーに対応した画素部を形成するためには、ＸＧＡクラスで信号線の本数が３０７２本必要であり、ＵＸＧＡクラスでは４８００本が必要となる。このような本数で形成された信号線は、画素部３７０１の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバＩＣの出力端子のピッチに合わせて集められる。
【０１９４】
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶質半導体により形成されることが好適であり、該結晶質半導体は連続発光のレーザ光を照射することで形成されることが好適である。従って、当該レーザ光を発生させる発振器としては、連続発光の固体レーザ又は気体レーザを用いる。連続発光のレーザを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を用いて、トランジスタを作成することが可能となる。また移動度や応答速度が良好なために高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツキが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の走査方向と一致させるとよい。これは、連続発光レーザによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の基板に対する走査方向とが概ね並行（好ましくは−３０度以上３０度以下）であるときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このように作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される活性層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。
【０１９５】
レーザ結晶化を行うには、レーザ光の大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのレーザ光の形状（ビームスポット）の幅は、ドライバＩＣの短辺の同じ幅の１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度を確保するために、レーザ光の照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでいう線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形もしくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０以上１００００以下）のものを指す。このように、レーザ光の形状（ビームスポット）の幅をドライバＩＣの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方法を提供することができる。
【０１９６】
図２７（Ａ）、（Ｂ）のように走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライバＩＣを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにするとよい。
【０１９７】
画素部は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトランジスタが配置される。本発明は、画素部に配置されるトランジスタとして、非晶質半導体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたＴＦＴを用いることを特徴とする。非晶質半導体は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモルファス半導体は、プラズマＣＶＤ法で３００℃以下の温度で形成することが可能であり、例えば、外寸５５０×６５０ｍｍの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを形成するのに必要な膜厚を短時間で形成するという特徴を有する。このような製造技術の特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２〜１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。また本発明を用いると、パターンを所望の形状に制御性よく形成することができるので、このようなチャネル幅が短い微細な配線もショート等の不良が生じることなく安定的に形成することができる。画素を十分機能させるのに必要な電気特性を有するＴＦＴを形成できる。従って、このＴＦＴを画素のスイッチング用素子や、走査線側の駆動回路を構成する素子として用いることができる。従って、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。
【０１９８】
半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一体形成することができ、半導体層をＡＳで形成したＴＦＴを用いる場合には、走査線側駆動回路及び信号線側駆動回路の両方をドライバＩＣで実装するとよい。
【０１９９】
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにすることが好適である。例えば、走査線側のドライバＩＣを構成するトランジスタには３０Ｖ程度の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は１００ｋＨｚ以下であり、比較的高速動作は要求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長（Ｌ）は十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバＩＣのトランジスタには、１２Ｖ程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は３Ｖにて６５ＭＨｚ程度であり、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長などはミクロンルールで設定することが好適である。本発明を用いると、微細なパターン形成が制御性よくできるので、このようなミクロンルールにも十分に対応することが可能である。
【０２００】
ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。
【０２０１】
ドライバＩＣの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の間の高さはほぼ同じものとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質のもので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することなく、ＴＦＴで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示すようにＩＣチップよりも長尺のドライバＩＣで駆動回路を実装することにより、１つの画素部に対して、実装されるドライバＩＣの個数を減らすことができる。
【０２０２】
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
【０２０３】
（実施の形態６）
本発明の表示装置に具備される保護回路の一例について説明する。
【０２０４】
図２７（Ｂ）で示すように、外部回路と内部回路の間に保護回路２７１３を形成することができる。保護回路は、ＴＦＴ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された１つ又は複数の素子によって構成されるものであり、以下にはいくつかの保護回路の構成とその動作について説明する。まず、外部回路と内部回路の間に配置される保護回路であって、１つの入力端子に対応した保護回路の等価回路図の構成について、図２４を用いて説明する。図２４（Ａ）に示す保護回路は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７２２０、７２３０、容量素子７２１０、７２４０、抵抗素子７２５０を有する。抵抗素子７２５０は２端子の抵抗であり、一端には入力電圧Ｖｉｎ（以下、Ｖｉｎと表記）が、他端には低電位電圧ＶＳＳ（以下、ＶＳＳと表記）が与えられる。
【０２０５】
図２４（Ｂ）に示す保護回路は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７２２０、７２３０を、整流性を有するダイオード７２６０、７２７０で代用した等価回路図である。図２４（Ｃ）に示す保護回路は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７２２０、７２３０を、ＴＦＴ７３５０、７３６０、７３７０、７３８０で代用した等価回路図である。また、上記とは別の構成の保護回路として、図２４（Ｄ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０と、ｎチャネル型薄膜トランジスタ７３００を有する。図２４（Ｅ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７３１０及びｎチャネル型薄膜トランジスタ７３２０を有する。保護回路を設けることで電位の急激な変動を防いで、素子の破壊又は損傷を防ぐことができ、信頼性が向上する。なお、上記保護回路を構成する素子は、耐圧に優れた非晶質半導体により構成することが好ましい。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
【０２０６】
本実施の形態は、実施の形態１乃至５とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０２０７】
（実施の形態７）
本実施の形態で示す表示パネルの画素の構成について、図１０に示す等価回路図を参照して説明する。本実施の形態では、画素の表示素子として発光素子（ＥＬ素子）を用いる例を示す。
【０２０８】
図１０（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線７１０及び電源線７１１、電源線７１２、電源線７１３、行方向に走査線７１４が配置される。また、ＴＦＴ７０１は、スイッチング用ＴＦＴ、ＴＦＴ７０３は駆動用ＴＦＴ、ＴＦＴ７０４は電流制御用ＴＦＴであり、他に容量素子７０２及び発光素子７０５を有する。
【０２０９】
図１０（Ｃ）に示す画素は、ＴＦＴ７０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線７１２に接続される点が異なっており、それ以外は図１０（Ａ）に示す画素と同じ構成である。つまり、図１０（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、列方向に電源線７１２が配置される場合（図１０（Ａ））と、行方向に電源線７１２が配置される場合（図１０（Ｃ））では、各電源線は異なるレイヤーの導電体層で形成される。ここでは、ＴＦＴ７０３のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図１０（Ａ）（Ｃ）として分けて記載する。
【０２１０】
図１０（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内にＴＦＴ７０３、ＴＦＴ７０４が直列に接続されており、ＴＦＴ７０３のチャネル長Ｌ３、チャネル幅Ｗ３、ＴＦＴ７０４のチャネル長Ｌ４、チャネル幅Ｗ４は、Ｌ３／Ｗ３：Ｌ４／Ｗ４＝５〜６０００：１を満たすように設定される点が挙げられる。６０００：１を満たす場合の一例としては、Ｌ３が５００μｍ、Ｗ３が３μｍ、Ｌ４が３μｍ、Ｗ４が１００μｍの場合がある。
【０２１１】
なお、ＴＦＴ７０３は、飽和領域で動作し発光素子７０５に流れる電流値を制御する役目を有し、ＴＦＴ７０４は線形領域で動作し発光素子７０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。またＴＦＴ７０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴ７０４が線形領域で動作するために、ＴＦＴ７０４のＶＧＳの僅かな変動は発光素子７０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子７０５の電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ７０３により決定される。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０２１２】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、ＴＦＴ７０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、ＴＦＴ７０１がオンして、画素内にビデオ信号が入力されると、容量素子７０２にそのビデオ信号が保持される。なお図１０（Ａ）（Ｃ）には、容量素子７０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、明示的に容量素子７０２を設けなくてもよい。
【０２１３】
発光素子７０５は、２つの電極間に電界発光層が挟まれた構造を有し、順バイアス方向の電圧が印加されるように、画素電極と対向電極の間（陽極と陰極の間）に電位差が設けられる。電界発光層は有機材料や無機材料等の広汎に渡る材料により構成され、この電界発光層におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と、三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とが含まれる。
【０２１４】
図１０（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ７０６と走査線７１６を追加している以外は、図１０（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図１０（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ７０６と走査線７１６を追加している以外は、図１０（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
【０２１５】
ＴＦＴ７０６は、新たに配置された走査線７１６によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ７０６がオンになると、容量素子７０２に保持された電荷は放電し、ＴＦＴ７０４がオフする。つまり、ＴＦＴ７０６の配置により、強制的に発光素子７０５に電流が流れない状態を作ることができる。従って、図１０（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
【０２１６】
図１０（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線７５０、電源線７５１、電源線７５２、行方向に走査線７５３が配置される。また、ＴＦＴ７４１はスイッチング用ＴＦＴ、ＴＦＴ７４３は駆動用ＴＦＴであり、他に容量素子７４２及び発光素子７４４を有する。図１０（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ７４５と走査線７５４を追加している以外は、図１０（Ｅ）に示す画素構成と同じである。なお、図１０（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ７４５の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。
【０２１７】
以上のように、本発明を用いると、配線等のパターンを形成不良を生じることなくっ精密に安定して形成することが出来るので、ＴＦＴに高い電気的特性や信頼性をも付与することができ、使用目的に合わせて画素の表示能力を向上するための応用技術にも十分対応できる。
【０２１８】
本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４乃至６とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０２１９】
（実施の形態８）
本実施の形態を図９を用いて説明する。図９は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。図９において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。
【０２２０】
図９では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲートとソース若しくはドレインの一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体膜で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。
【０２２１】
ＴＦＴ基板２８００は、液滴吐出法で形成されたスペーサ２８０６ａ、スペーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。ＴＦＴ２８０２、ＴＦＴ２８０３とそれぞれ接続する発光素子２８０４、発光素子２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。
【０２２２】
図９では発光素子２８０４、発光素子２８０５を上面放射型（トップエミッション型）の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。
【０２２３】
外部回路である駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、熱を機器の外部へ伝えるために使われる、パイプ状の高効率な熱伝導デバイスであるヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。
【０２２４】
なお、図９では、トップエミッションのＥＬモジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、もちろん上面、下面両方から光が放射する両面放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。
【０２２５】
また、ＥＬ表示モジュールは、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上面放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料系の黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板としてはλ／４板とλ／２板とを用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、ＴＦＴ素子基板側から順に、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板、位相差板（λ／４、λ／２）、偏光板という構成になり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両面放射される両面放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。
【０２２６】
ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。本実施の形態では、ガラス基板を用いるガラス封止を示したが、樹脂による樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。
【０２２７】
本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４乃至７とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０２２８】
（実施の形態９）
本実施の形態を図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）を用いて説明する。図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２６００を用いて液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
【０２２９】
図２０（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間に画素部２６０３と液晶層２６０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、２６０７、レンズフィルム２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９により配線回路２６０８、ＴＦＴ基板２６００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢモードなどを用いることができる。
【０２３０】
なかでも、本発明で作製する表示装置は高速応答が可能なＯＣＢモードを用いることでより高性能化することができる。図２０（Ｂ）は図２０（Ａ）の液晶表示モジュールにＯＣＢモードを適用した一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ  ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、３原色のカラーフィルタを並べる必要がないため同じ面積で９倍の画素を表示できる。一方、１フレーム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、ＦＳ方式、及びＯＣＢモードを適用すると、一層高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
【０２３１】
ＯＣＢモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過する状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
【０２３２】
また、ＦＳ方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いたＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ−ＦＬＣなども用いることができる。ＯＣＢモードは粘度の比較的低いネマチック液晶が用いられ、ＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ−ＦＬＣには、スメクチック液晶が用いられるが、液晶材料としては、ＦＬＣ、ネマチック液晶、スメクチック液晶などの材料を用いることができる。
【０２３３】
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、ＴＮモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素（ドット）ピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果的である。
【０２３４】
図２０（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃが設けられている。光源は赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃをそれぞれオンオフを制御するために、制御部２９１２が設置されている。制御部２９１２によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
【０２３５】
以上のように本発明を用いると、高繊細、高信頼性の液晶表示モジュールを作製することができる。
【０２３６】
本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態３、実施の形態５、実施の形態６とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０２３７】
（実施の形態１０）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。図２１はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。表示パネルには、図２６（Ａ）で示すような構成として画素部６０１のみが形成されて走査線側駆動回路６０３と信号線側駆動回路６０２とが、図２７（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図２７（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図２６（Ｂ）に示すようにＴＦＴを形成し、画素部６０１と走査線側駆動回路６０３を基板上に一体形成し信号線側駆動回路６０２を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図２６（Ｃ）で示すように画素部６０１と信号線側駆動回路６０２と走査線側駆動回路６０３を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
【０２３８】
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ６０４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路６０５と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路６０６と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路６０７などからなっている。コントロール回路６０７は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路６０８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０２３９】
チューナ６０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路６０９に送られ、その出力は音声信号処理回路６１０を経てスピーカー６１３に供給される。制御回路６１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部６１２から受け、チューナ６０４や音声信号処理回路６１０に信号を送出する。
【０２４０】
これらの液晶表示モジュール、ＥＬ表示モジュールを、図２３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。図９のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置を、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）のような液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
【０２４１】
筐体２００１に表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。
【０２４２】
また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャンネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２００３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【０２４３】
図２３（Ｂ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２０１０、表示部２０１１、操作部であるリモコン装置２０１２、スピーカー部２０１３等を含む。本発明は、表示部２０１１の作製に適用される。図２３（Ｂ）のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
【０２４４】
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
【０２４５】
（実施の形態１１）
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
【０２４６】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの例を図２２に示す。
【０２４７】
図２２（Ａ）は、パーソナルコンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明は、表示部２１０３の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
【０２４８】
図２２（Ｂ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
【０２４９】
図２２（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明により作製される表示装置を表示部２３０４に適用することで、小型化し、配線等が精密化する携帯電話であっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。
【０２５０】
図２２（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、接眼部２４０９、操作キー２４１０等を含む。本発明は、表示部２４０２に適用することができる。本発明により作製される表示装置を表示部２３０４に適用することで、小型化し、配線等が精密化するビデオカメラであっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１２）
【０２５１】
本発明によりプロセッサ回路を有するチップ（無線チップ、無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。本発明の半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。
【０２５２】
紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９０を設けることができる（図２８（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９１を設けることができる（図２８（Ｂ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９６を設けることができる（図２８（Ｃ）参照）。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９３を設けることができる（図２８（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９４を設けることができる（図２８（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指、プロセッサ回路を有するチップ９５を設けることができる（図２８（Ｆ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９７を設けることができる（図２８（Ｇ）参照）。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話等を指す。
【０２５３】
紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等にプロセッサ回路を有するチップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等にプロセッサ回路を有するチップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等にプロセッサ回路を有するチップを設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。プロセッサ回路を有するチップの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。
【０２５４】
また、本発明より形成することが可能なプロセッサ回路を有するチップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられるプロセッサ回路を有するチップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。
【０２５５】
本発明より形成することが可能なプロセッサ回路を有するチップの構造について図２９を用いて説明する。プロセッサ回路を有するチップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成される。また、薄膜集積回路及びアンテナは、カバー材９３０１、９３０２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよい。図２９においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、接着剤９３２０を介してカバー材９３０１に接着されている。
【０２５６】
薄膜集積回路９３０３は、上記実施の形態のいずれかで示すＴＦＴと同様に形成され、剥離工程により剥離してカバー材に設ける。薄膜集積回路９３０３のＴＦＴのソース電極層及びドレイン電極層も実施の形態１で示すような液滴の吐出方法を用いて形成すれば、ソース電極層及びドレイン電極層は所望の位置に間隔を有して形成することができる。ソース電極層及びドレイン電極層の間隔によりチャネル幅が決定するため、ソース電極層及びドレイン電極層間の間隔を狭く設計しても、形成不良により接触することなく形成することができる。このようなソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタは、高速動作が可能であり、かつ信頼性も高い。また、薄膜集積回路９３０３に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。
【０２５７】
図２９で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成され、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また、層間絶縁膜９３１１及び導電層９３１３上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３１２が形成されている。
【０２５８】
アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液滴を液滴吐出法により吐出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。
【０２５９】
カバー材９３０１、９３０２は、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いることが好ましい。フィルムは、熱圧着により、被処理体と接着処理が行われるものであり、接着処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
【０２６０】
また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済みプロセッサ回路を有するチップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いたプロセッサ回路を有するチップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
【０２６１】
なお、図２９では、接着剤９３２０を介してカバー材９３０１にプロセッサ回路を有するチップを設けているが、カバー材９３０１の代わりに、物品にプロセッサ回路を有するチップを貼付けて、使用しても良い。
【実施例１】
【０２６２】
本実施例では、ぬれ性を制御された表面を有する基板上に、本発明を用いてマスク層を作製した例を示す。
【０２６３】
基板上に、所望の形状に加工される導電膜を２層積層し、その上にマスク層を形成した。導電膜を加工によって、２つの並列する導電層を形成することを想定し、マスク層を所望とする導電層の形状に作製する。
【０２６４】
基板としてガラス基板を用い、ＴａＮからなる第１の導電膜、Ｗからなる第２の導電膜を積層した。第２の導電膜上にＦＡＳを塗布法により形成し、マスク層の被形成領域のぬれ性を制御した。このぬれ性を制御された第２の導電膜表面に、液滴吐出法を用いてマスク層形成材料を含む液状の組成物を吐出した。基板は加熱しており、加熱温度は４５度（℃）であった。マスク層形成材料を含む組成物の主成分は、ポリイミドであり、溶媒としてサーフロン及びエチレングリコール−ｎ−モノブチルエーテルを混合した。液滴の被形成領域に付着直後の液滴径は７０μｍであり、液滴のオーバーラップ（重なり）は２０μｍであった。作製されたマスク層の光学顕微鏡写真を図３１（Ａ）に示す。図３１（Ａ）に示すように、マスク層８３とマスク層８４が隣接して形成されている。
【０２６５】
液滴の吐出方法について図３１（Ｂ）を用いて詳しく述べる。図３１（Ｂ）は模式図であり、形成されたマスク層と、被形成領域への液滴の付着直後の形状を模式的に図示してある。液滴の吐出は大きく分けて４段階で行われ、各段階の吐出によって付着した液滴は模式図の横に示すように、１段階目は左斜めの斜線が入った円形、２段階目は右斜めの斜線が入った円形、３段階目は一点鎖線で示された円形、４段階目は点線で示された円形となっている。また中心線８５はマスク層８３を形成する際に吐出した液滴の中心を結んだ線を示し、中心線８６は同様にマスク層８４を形成する際に吐出した液滴の中心を結んだ線である。
【０２６６】
各段階目ともに、同一段階で吐出する液滴同士は接しないように吐出される。本実施例では、同一段階で吐出する液滴の間隔は１００μｍである。３段階目で吐出される液滴と１段階目で吐出した液滴が中心線８５上で２０μｍ重なるようにし、４段階目で吐出される液滴と２段階目で吐出した液滴が中心線８６上で２０μｍ重なるようにした。また、各中心線８５及び中心線８６上で、前段階で吐出した液滴の中心より５０μｍずらした位置に、次段階の液滴の中心がくるように吐出した。
【０２６７】
マスク層８３、マスク層８４とも一回の吐出により連続したマスク層が形成されるのではなく、２段階の吐出により連続したマスク層として形成される。よって、先に吐出された液状の組成物は、時間の経過とともに組成物内の溶媒が蒸発し固化が始まる。よってその後、先に吐出した組成物に重なるように吐出される液状の組成物は、より流動性を有しているため、先に吐出した組成物の方へ流動し、被形成領域に付着した直後の形状を留めない。よって、図３１で示すように、先に吐出した組成物の領域において線幅が太く、後に吐出した組成物の領域において線幅が細い、節を有するマスク層８３、マスク層８４が形成される。
【０２６８】
本実施例では、隣り合うマスク層を形成する際、各液滴の中心線８５及び中心線８６上で、１段階目で吐出した液滴の中心とずらした位置に、２段階目の液滴の中心がくるように吐出している。よって、マスク層８３、マスク層８４が有する節の最大線幅の位置もずれているので、マスク層８３とマスク層８４とは接することなく間隔を有して形成される。よって本実施例において、形状不良などから生じる電気特性等の問題を有さない、所望の形状のマスク層、導電層を作製できることが確認できた。
【０２６９】
このようなマスク層８３、マスク層８４を用いて第１の導電膜と第２の導電膜を加工すれば、狭い導電層を有して配置された、形状不良の生じない所望な形状の導電層を形成することができる。導電層の間隔を狭めることが出来るので、この導電層をソース電極層、ドレイン電極層として用いればチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことができる高性能、かつ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良による不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
【実施例２】
【０２７０】
本実施例では、実施例１において形成したマスク層を用いてソース電極層及びドレイン電極層を形成した薄膜トランジスタの例を示す。
【０２７１】
本実施例で形成した薄膜トランジスタを図３２に示す。図３２（Ａ）は薄膜トランジスタの光学顕微鏡写真を、図３２（Ｂ）に図３２（Ａ）における線Ｑ−Ｒの断面図を模式図で示す。本実施例で作製された薄膜トランジスタは、ガラス基板からなる基板６０上に形成された絶縁層６１上に設けられ、ゲート電極層６２、ゲート絶縁層６３、半導体層６４、一導電型を有する半導体層６５ａ、一導電型を有する半導体層６５ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層６６ａ、ソース電極層又はドレイン電極層６６ｂで構成されている。
【０２７２】
また、本実施例で作製された薄膜トランジスタから図３３に示す特性を得ることが出来た。測定は３試料行った。図３３中の実線は、ドレイン電圧（以下、ＶＤとも示す。）値が１Ｖの時と、１４Ｖの時のゲート電圧（以下、ＶＧとも示す。）に対するドレイン電流（以下、ＩＤとも示す。）値の変化を示している。一方、図３３中の点線は、ＶＤ値が１Ｖの時と、１４Ｖの時とのＶＧ値に対する電界効果移動度（以下、μＦＥとも示す。）の変化を示している。
【０２７３】
絶縁層６１は、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚１００ｎｍで形成し、ゲート電極層６２は、タングステンを用いて膜厚１００ｎｍで形成し、半導体層６４は非晶質珪素膜を膜厚１００ｎｍ形成した。一導電型を有する半導体層６５ａ及び一導電型を有する半導体層６５ｂにはｎ型を有する半導体層を膜厚１００ｎｍ形成した。ソース電極層又はドレイン電極層６６ａ、ソース電極層又はドレイン電極層６６ｂはモリブデン膜１００ｎｍとアルミニウム膜１００ｎｍの積層とした。
【０２７４】
本実施例では、実施例１で示した狭い間隔を有して配置された、形状不良の生じない所望な形状のマスク層を用いて、ソース電極層又はドレイン電極層６６ａ及びソース電極層又はドレイン電極層６６ｂへの加工を行った。従って、ソース電極層又はドレイン電極層６６ａ及びソース電極層又はドレイン電極層６６ｂの間隔を狭めることが出来るので、チャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことができる高性能、かつ高信頼性の半導体装置を作製することができる。また、作製時に形状不良による不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
【図面の簡単な説明】
【０２７５】
【図１】本発明を説明する概念図。
【図２】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図３】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図４】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の表示装置を説明する図。
【図９】本発明のＥＬ表示モジュールの構成例を説明する断面図。
【図１０】本発明のＥＬ表示パネルに適用できる画素の構成を説明する回路図。
【図１１】本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。
【図１２】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図１３】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図１４】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図１５】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図１６】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図１７】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図１８】本発明の表示装置を説明する図。
【図１９】本発明の表示装置を説明する図。
【図２０】本発明の液晶表示モジュールの構成例を説明する断面図。
【図２１】本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。
【図２２】本発明が適用される電子機器を示す図。
【図２３】本発明が適用される電子機器を示す図。
【図２４】本発明が適用される保護回路を示す図。
【図２５】本発明に適用することのできる液滴吐出装置の構成を説明する図。
【図２６】本発明の表示装置の上面図。
【図２７】本発明の表示装置の上面図。
【図２８】本発明が適用される半導体装置を示す図。
【図２９】本発明が適用される半導体装置を示す図。
【図３０】本発明に適用することのできる液滴滴下装置の構成を説明する図。
【図３１】実施例１で作製した試料の実験データ。
【図３２】実施例１で作製した試料の実験データ。
【図３３】実施例１で作製した試料の実験データ。
【図３４】本発明の表示装置の上面図。
【図３５】本発明の表示装置の上面図。
【図３６】本発明の表示装置を説明する図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３１】
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【図３２】
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